面光源驅動電路及其驅動方法
2023-06-14 15:57:41
專利名稱：面光源驅動電路及其驅動方法
技術領域：
本發明涉及一種適於通過優化啟動電壓和電流來減少亮度穩
背景技術：
隨著近來各種光源的發展，光源在例如照明領域、信息產業領 域、以及圖像顯示產業領域等多個領域都得到了廣泛的應用。
光源主要分成包括呈點狀形成的光分布的一維光源；包括呈 線狀形成的光分布的二維光源；以及包括呈面狀形成的光分布的三
維光源。
一維光源的典型實例為發光二級管(LED)。而二維光源的典 型實例為冷陰極螢光燈(CCFL)和外部電極螢光燈(EEFL),以及 三維光源的典型實例為平面焚光燈(FFL)。
因為液晶顯示裝置(LCD)不是自發光裝置，所以其必須需要 一個額外的背光。對於包括在LCD裝置的背光中的光源，有必要 在其大面積範圍內發射均勻光，並降低功耗。
為了將一維和二維光源應用於LCD裝置的背光，光源額外地 需要導光板(LGP),以及包括漫射部件和稜鏡片的光學部件。因此， 4吏用一維光源或二維光源(例如，CCFL或LED)的背光的LCD 裝置，已經由於其光學部件而增加了體積和重量。
為了解決這些問題，近來開發出了用於LCD裝置背光的具有 平面型的三維面光源。通過使用才莫子形成玻璃基板或在兩個玻璃基 4反之間i殳置多個玻璃或陶資壁可以將面光源製造為具有多個方丈電部。
前者以預定溫度加熱可才莫壓的玻璃基板，然後利用模子處理可 才莫壓的玻璃基一反，從而形成通過壁^皮此分隔開、且又相互連4妄的多 個放電部。利用密封玻璃料將經過處理的玻璃基板結合至另 一玻璃 基板，/人而在兩個玻璃基一反之間形成多個方文電部。
後者使用玻璃或陶瓷材料在玻璃基板上形成多個壁，然後將包 括多個壁的該玻璃基板結合至另 一玻璃基板，從而在兩個玻璃基板 之間形成多個方文電部。
通常，面光源的FFL使用Hg氣。與諸如CCFL或EEFL的線 型燈相比，FFL具有更大的燈面積和更多的溝道(channel )。因此， 如果在開啟FFL之後使用正常的驅動電流和電壓，與相關技術中的 燈相比，增加了穩定亮度的時間。
以下，將集中說明相關技術光源的亮度特性和低溫啟動特性。
圖1是對比諸如EEFL的二維光源的亮度穩定特性和諸如FFL 的三維光源的亮度穩定特性的曲線圖。圖2A和2B是示出了在低溫 啟動和驅動模式時的非完全發光和溝道聚集的照片。
在圖1中，(a)示出了 EEFL的亮度穩定特性，以及(b)示出 了 FFL的亮度穩定特性。
參考圖1，在啟動EEFL之後，EEFL需要大約5分50秒的時 間來穩定其亮度。同時，在啟動FFL之後，FFL需要大約18分40 秒的時間來穩定其亮度。即，穩定FFL的亮度的時間是穩定EEFL 的亮度的時間的三倍。除非穩定FFL的亮度的時間變短，否則難以 將FFL應用於LCD裝置的背光。
如果使用Hg氣的FFL在低溫環境下運4亍，則要花費長時間來 激活Hg氣。此外，由於平面突光燈具有大尺寸的截面，並且具有 多個溝道，因此不能均勻放電的機率很高。
如果在低溫啟動和驅動時不能向驅動電3各施加合適的電壓和 電流，則可能發生如圖2A所示的非完全發光以及如圖2B所示的多 個溝道會聚集在一個方向上。如果增加變壓器的初級繞組和次級繞 組之間的繞組比來衝是供適當的電壓和電流(才是高電壓和電流)，則 驅動電路的效率會降低。
如果增加電壓和電流來穩定驅動電路的初始亮度，則可以穩定 驅動電路的亮度。在這種情況下，除非將電壓和電流緩慢降低預設 的一段時間，否則可能發生閃爍和亮度的快速降低。
圖3是示出了在將高電壓和電流施加到平面焚光燈來穩定亮度 情況下的亮度特性曲線圖。如圖3所示，如果為了亮度的初始穩定 而增加電壓和電流，則亮度被穩定。然而，如果保持施加到平面焚 光燈的電壓和電流，則出現如圖3中(A)所示的閃爍和亮度的快 速降低。
發明內容
因此，本發明提出了一種面光源驅動電路及其驅動方法，其基 本上消除了由於相關技術的局限和缺點導致的一個或多個問題。
本發明的一個目的在於才是供一種適於通過優化啟動電壓和電 流來減少亮度穩定時間並改善〗氐溫啟動特性的面光源驅動電路及 其驅動方法。
本發明的其他優點、目的以及特徵部分地將在下面的描述中闡
技術人員變得顯而易見。本發明的目的和其他優點可以通過在說明 書中特別指出的結構以及權利要求和附圖來實現和獲得。
為了實現根據本發明的這些目的和其他優點，如在此實施並廣
泛描述的，面光源驅動電^各包括反相控制器，用於反々貴施加到面 光源的電流，並將該反饋電流與預設參考值進行比較以控制施加到 面光源的電流；溫度傳感器，用於檢測面光源的工作溫度；以及驅 動狀態確定控制器，用於基於在溫度傳感器中檢測到的溫度來確定 面光源的工作模式，並根據面光源的工作模式來改變輸入到反相控 制器的反饋電流。
另一方面，面光源驅動電路包括反相控制器，用於反饋施加 到面光源的電流，並將該反饋電流與預設參考值進行比較以控制施 加到面光源的電流；溫度傳感器，用於4企測面光源的工作溫度；以 及驅動狀態確定控制器，用於基於在溫度傳感器中檢測到的溫度來 確定面光源的工作模式、根據面光源的工作模式改變輸入到反相控 制器的反饋電流、並通過基於改變後的反饋電流改變佔空比來輸出 開/關信號以控制反相控制器的工作時間。
此時，驅動電路還包括分流器，用於對反饋電流進行分流， 並將分流後的電流輸出到反相控制器；以及至少兩個電流開關，用 於在驅動狀態確定控制器的控制下限制#皮所述分流器分流並#皮施 加給反相控制器的電流的等級。
另一方面，驅動面光源的方法包括4企測面光源的工作溫度； 才艮據4全測到的工作溫度來確定面光源的工作才莫式；以及基於確定的 工作模式來輸出反相控制器的輸出電流，其中，驅動面光源包括控 制施加到面光源的電流的反相控制器，以及基於工作溫度來確定面 光源的工作模式、並改變輸出到反相控制器的電流的驅動狀態確定 控制器。
此時，確定工作才莫式包>^舌當面光源的工作溫度處於〗氐於室溫的 低溫範圍內時將高電流施加到面光源的觸發才莫式；當面光源的工作 溫度處於室溫範圍內，糹尋小於觸發才莫式電流的電流施加到面光源以 穩定亮度的預熱模式；以及當面光源的工作溫度高於室溫範圍時， 基於面光源的反饋電流驅動面光源的正常模式。
此外，如果施加到面光源的電流高，則佔空比較低，以及如果 施加到面光源的電流j氐，則佔空比4交高，以降^f氐功-毛。
應該理解，對於本發明的上述的相無括描述和下面的具體描述事 示例性和說明性的，用於提供對權利要求所要求的本發明的進一步解釋。
附圖包括於此用於提供對本發明的進一步理解，以及結合於此 並構成本申請的 一部分用於示出本發明的實施例，並與說明書 一起 用於說明本發明的原理。在附圖中
圖1是示出了根據相關技術的與平面螢光燈(FFL)和外部電 極螢光燈(EEFL)有關的亮度穩定特性的曲線圖2A和圖2B是示出了在低溫啟動和驅動衝莫式下的非完全發 光和溝道聚集的照片；
圖3是示出了在將高電壓和電流施加到平面螢光燈以穩定亮度 的情況下的亮度特性曲線圖4是示出了根據本發明第一實施例的面光源驅動電路的示意
圖5是示出了根據本發明第一實施例的施加到面光源的電流等 級的曲線圖6是示出了根據本發明第一實施例的輸出驅動狀態確定控制 器的電流的曲線圖7是示出了根據本發明第一實施例的基於反相驅動電路的亮 度穩定的曲線圖8是示出了根據本發明第一實施例的用於面光源驅動電路的 控制方法的流程圖9是示出了根據本發明第二實施例的面光源驅動電路的示意 圖；以及
圖10(A) ~ (D)是示出了才艮據本發明第二實施例的反相控 制器的輸出波形。
具體實施例方式
下面將詳細參考本發明的優選實施例，附圖中示出了這些實 例。通篇中，附圖中相同的參考標號用於表示相同或類似的部件。
以下，將參考附圖描述才艮據本發明的面光源驅動電路及其驅動 方法。
圖4是示出了根據本發明第一實施例的面光源驅動電路的示意圖。
如圖4所示，根據本發明第一實施例的面光源驅動電路包括 分流器31、反相控制器41、溫度傳感器32、第一電流開關33、第 二電流開關34、第三電流開關35、以及驅動4犬態確定4空制器42。 在此，分流器31包括電阻器(R1, R2)以將通過反々貴施加到面光 源的電流進行分流。然後，反相控制器41通過分流器31反々貴施加 到面光源的電流；將反饋電流與參考電流值進行比較以控制施加到 面光源的電流。此外，溫度傳感器32包括溫度檢測部件(熱敏電 阻，RT)和電阻器(R7)，從而檢測面光源周圍的溫度。第一電流 開關33包括二極體(D2)和電阻器(R3),其中，第一電流開關 33限制被分流器31分流並被施加到反相控制器41的電流的等級。 第二電流開關34包括二極體(Dl )和電阻器(R4)，其中，第二電 流開關34限制^皮分流器31分流並^皮施加到反相控制器41的電流 的等級。第三電流開關35包括二才及管(D3)、電阻器(R5、 R6) 和電容器(C1)，其中，第三電流開關35限制#:分流器31分流並 被施加到反相控制器41的電流的等級。然後，驅動狀態確定控制 器42基於由溫度傳感器32 ^r測到的環境溫度，確定用於^f氐溫驅動 的觸發模式、用於穩定亮度的預熱模式、以及用於正常狀態驅動的 正常模式的驅動狀態；並通過控制第一、第二、和第三電流開關33、 34和35來強行控制施加到反相控制器41的反饋電流。
第一、第二、和第三電流開關33、 34和35共同連接到分流器 31的第一和第二反々貴電阻器(R1, R2)的連接節點；並且連接到 包4舌在驅動狀態確定控制器42中的第一、第二和第三埠(埠 1、 埠 2、以及埠 3)。即，第一電流開關33連接到驅動狀態確定 控制器42的第一埠 (埠 1);第二電流開關34連4妄到驅動狀態 確定控制器42的第二埠 (埠 2);以及第三電流開關35連接到 驅動狀態驅動控制器42的第三埠 (埠3)。
在圖4中，第一、第二和第三電流開關33、 34和35的各個電 阻器(R3、 R4、 R5、 R6)具有不同的電阻值。對於圖4的"i殳計， 第一電流開關33的電阻器(R3 )的電阻值小於第二電流開關34的 電阻器(R4)的電阻-f直；以及第三電流開關35的電阻器(R5+R6) 的電阻值小於第二電流開關34的電阻器(R4)的電阻值。第三電 流開關35包4舌電容器(Cl ), 乂人而第三電流開關35在驅動狀態確 定控制器42的控制下防止施加到反相控制器41的反饋電流的快速 變化。
圖4示出了三個電流開關33、 34和35。然而，不局限於三個， 還可以i殳置四個或更多的電流開關。
為了^r測面光源的工作溫度，溫度傳感器32包括串聯連接在
和電阻器(R7)。因此，溫度一企測部件(熱每丈電阻，RT)和電阻器 (R7)的連接節點連接到驅動狀態確定控制器42的第四埠 (端 口 4)。
在此，反相控制器41包括差分放大器(比較器)41a,其將輸 入到反相端(-)的反饋電流和輸入到非反相端(+)的參考電流 之間的差進行放大。如果在驅動狀態確定控制器42中形成比較器 或A/D轉換器，則溫度傳感器32可以^使用不同的傳感器而不用才是 供額外的外部電路。
如果僅使用反相控制器41的輔助啟動電路，其由於反饋的限 制可以在預設電流範圍內操作。為了解決該問題，提供了驅動狀態 確定控制器42。驅動狀態確定控制器42適當地^是高電流和電壓， 從而驅動狀態確定控制器42使能夠基於由輸入電壓的改變而增加 的電流導致的電壓變化進行反々貴。
下面將說明根據本發明的第 一 實施例的面光源驅動電路的操作。
圖5是示出了根據本發明的第一實施例的施加到面光源的電流 等級的示意圖。圖6是示出了根據本發明的第一實施例的驅動狀態 確定控制器的輸出電流特性的曲線圖。圖7是示出了根據本發明的 第一實施例的面光源驅動電路中的亮度穩定特性的曲線圖。圖8是 示出了根據本發明的第 一 實施例的面光源驅動電路中的控制過程 的流程圖。
當電壓施加到驅動電路時，驅動狀態確定控制器42通過連接 到第四埠 (埠4)的溫度傳感器32來檢測面光源的工作溫度。 即，驅動狀態確定控制器42基於4企測到的面光源的工作溫度來確 定用於低溫驅動的觸發模式、用於亮度穩定的預熱模式、以及用於 正常狀態驅動的正常才莫式的驅動狀態。
如上所述，如果4吏用Hg氣的平面螢光燈(FFL)在〗氐溫環境 下工作，則要花費4艮長時間來激活Hg氣。此外，由於平面螢光燈 具有大尺寸的截面，並且包括多個溝道，所以具有4艮高的不均勻放 電可能性。在這方面，當在低溫環境下操作驅動電路時，將相對較 高的電壓施力o到馬區動電3各。
為了初始亮度的穩定，將優化的電流施加預設的時間，從而保 證初始穩定時間。在預設的一段時間之後，以固定的時間間隔緩慢 減少燈電流，乂人而防止閃爍和不穩、定的亮度。
在將電壓施加到反相器之後，當由溫度傳感器(RT)在第一檢 測時間4企測到的面光源的工作溫度在^f氐溫範圍內(-10°C 0°C)時，
執行觸發模式。當面光源的工作溫度是在rc和40。c之間(更具體 地，rc〈工作溫度^4o。c)時，執行預熱模式。在完成預熱模式後， 在正常狀態下4丸4於正常糹莫式。
下面將描述基於驅動狀態確定控制器42的確定狀態通過切換 第一、第二和第三埠 (埠 1、埠 2和埠 3 )來4空制關於各 個狀態(除了正常模式)的電流量的方法。
參考圖5,驅動狀態確定控制器42可以通過(級別#1 )、(級別 #2)以及(級別#3)的不同範圍來控制與狀態有關的電流量。因此， 不^義以一個電流範圍(級別#4)而且以各種範圍來才喿作驅動狀態確 定控制器42，從而在低溫驅動時使得亮度穩定並提供適當電流。即， 如果將低信號選擇性地輸出到第一、第二和第三埠 (埠 1、端 口 2和埠 3 )，驅動狀態確定控制器42控制反相控制器41為觸發 模式和預熱模式。
下面將具體i^明。
首先，如果低信號輸入到驅動狀態確定控制器42的第一、第 二和第三埠，第一、第二和第三電流開關33、 34和35的各個二 極管(Dl、 D2、 D3)正向工作，從而在各個電流開關33、 34和 35中形成電流通路。因此，施加到設置在反相控制器41中的差分 放大器41a的反相端(-)的反饋電流減小到最小。在該種情況下， 如圖5的(級別#1)所示，差分》文大器41a方文大並輸出最大電流。
當將高信號輸出到驅動狀態確定控制器42的第一埠，並且 將低信號輸出到第二埠和第三埠時，電流通路沒有形成在第一 電流開關33中，而是形成在第二和第三電流開關34和35中。因 此，施加到設置在反相控制器41中的差分放大器41a的反相端(-) 的反饋電流增加到超過當將低信號輸出到驅動狀態確定控制器42 的第一、第二和第三埠時所施加的反々貴電流。在該種情況下，差 分放大器41a放大並輸出具有圖5的(級別#2)所示的等級的電流。
如果將高信號輸出到驅動狀態確定控制器42的第一埠和第 二埠，並且將j氐信號輸出到第三埠時，電流通^各沒有形成在第 一和第二電流開關33和34中，而是形成在第三電流開關35中。 因此，施加到設置在反相控制器41中的差分方文大器41a的反相端 (-)的反饋電流增加到超過當將高信號輸出到第一埠並且將低 信號輸出到第二和第三埠時所施加的反^t電流。在該種情況下， 差分放大器41a放大並輸出具有圖5的(級別#3)所示的等級的電流。
如果將高信號輸出到驅動狀態確定控制器42的第一埠、第 二埠和第三埠時，在第一、第二和第三電流開關33、 34和35 中沒有形成電流通^各。因此，施加到i殳置在反相控制器41中的差 分放大器41a的反相端(_ )的反々齎電流變為最大，而與驅動狀態 確定控制器42的控制無關。在這種情況下，差分放大器4la放大 並輸出具有圖5的(級別#4)所示的等級的電流。
此時，通過第三電流開關35平滑控制輸入到反相控制器41的 反饋電流的電位而沒有快速變化。
下面參考圖6進行說明。
參考圖6的(C)，輸出電流的幅值對應於由反相控制器41的 差分》文大器41a輸出的電流的幅值。在該方法中，驅動狀態確定控 制器42選擇性地將低信號輸出至第一、第二和第三埠，從而在 各種模式下驅動面光源。
即，當將低信號輸出到第一、第二和第三埠，或當將高信號 輸出到第一埠並且將低信號輸出到第二和第三埠時，通過圖5 的(級別#1)和(級別#2)來執行觸發模式。當將高信號輸出到第 一和第二埠並且將低信號輸出到第三埠時，通過圖5的(級別
#3)來執行預熱模式。當將高信號輸出到第一、第二和第三埠時， 通過圖5的(級別#4)來執行正常模式。
由驅動狀態確定控制器42控制施加到反相控制器41的差分放 大器41a的反相端(-)的反饋電流；以及根據差分放大器41a的 輸出來控制施加到面光源的電流。如圖7所示，在^f氐溫驅動預設的 一段時間的過程中，電流和電壓線性減少以穩定亮度。
下面將參考圖8說明根據本發明的第 一 實施例的面光源的驅動 方法。
如果^f吏面光源通電(S901),則驅動狀態確定控制器42利用溫 度傳感器32來檢測面光源的溫度，從而選擇工作模式。因此，確 定了面光源的工作溫度是否為室溫(S903 )。對於本發明的第一實 施例，室溫確定在1 。C至40°C的範圍內。
如果檢測到的溫度為室溫，則執行預熱模式以穩定亮度 (S904)。通過細分工作溫度，在15。C〈工作溫度^40。C的情況下，
保持預熱模式5分鐘，以及在rc^工作溫度^i5。c的情況下，保持
預熱模式6分鐘。即，驅動狀態確定控制器42輸出高信號至第一 和第二埠，並輸出低信號至第三埠，從而將具有對應於圖5的(級別#3)的等級的電流施加到面光源。在這種情況下，在15。C〈 工作溫度S4(TC的情況下，保持預熱模式5分鐘，以及在rc^工作 溫度S15。C的情況下，保持預熱模式6分鐘。
在另一方法中，如果rc^工作溫度si5。c,驅動狀態確定控制
器42輸出高信號至第一埠，並輸出低信號至第二和第三埠， 乂人而將具有對應於圖5的(級別#2)的等級的電流施加到面光源。 如果15°C <工作溫度^4(TC，驅動狀態確定控制器42輸出高信號至 第一和第二埠，並輸出低信號至第三埠，從而將具有對應於圖 5的(級別#3)的等級的電流施加到面光源。
在通過預熱模式穩定亮度之後，執行具有對應於圖5的(級別 #4)的等級的正常模式(S905 )。即，驅動狀態確定控制器42將高 信號輸出至第一、第二和第三埠，從而反相控制器41基於反々貴 電流以對應於圖5的(級另"#4)的等級的、施加到面光源的電流和 電壓進行工作，而與驅動狀態確定控制器42的控制無關。
保持正常模式直到電源開關斷開(S911)。
在步驟(S903 )中，如果4企測到的面光源的工作溫度不在室溫 的範圍內，則確定驅動電路是否處於用於低溫啟動和驅動的觸發才莫 式(S906 )。
如果檢測到的溫度在-10。C和Oi:之間的範圍內(-IOTX工作 溫度SO。C)，則執行用於低溫啟動的觸發模式(S907)。以對應於圖 5的(級別#1)和(級別#2)的等級來執行觸發模式。觸發模式需 要用於初始啟動面光源的高電流。因此，驅動^犬態確定控制器42 輸出^f氐信號至第一、第二和第三埠，爿火而最大電流(圖5的級別 #1)瞬時輸出到反相控制器41。當將最大電流施加到面光源時，面光源啟動。然後，驅動狀態
確定控制器42輸出高信號至第一埠，並將低信號輸出到第二和 第三埠，從而，將具有對應於圖5的(級另ij弁2)的等級的電流施 加到面光源。因此，如果面光源利用具有對應於圖5的(級別#2) 的等級的電流以觸發才莫式工作，並且面光源的工作溫度在0。C以上， 則執行具有對應於圖5的(級別#3)的等級的預熱模式來穩定亮度 (S908 )。
如果面光源的工作溫度不是室溫或j氐溫範圍內而是在高溫範 圍內，例如，高於40°C,則施加預熱月永沖(只十應於圖5的級另ij弁3 的等級)1秒鐘，並4丸行具有對應於圖5的(級別#4)的等級的正 常模式。
執行正常模式直到開關斷開。
根據圖5的等級來確定用於操作控制的驅動電壓。
對於本發明的第 一 實施例，工作溫度可以隨著面光源的特性而 改變。本發明不局限於上述優選實施例。例如， 一個反相器結構可 以由每個面光源單獨設置；低溫範圍可以設置在-20。C和0。C之間；
室溫範圍可以_沒置在rc和io'c之間、irc和38。c之間、或irc和
39。C之間。
在本發明的第一實施例中，驅動狀態確定控制器42強制增加 面光源的驅動電流，^v而改善j氐溫特性並減少穩、定亮度的時間。
即，面光源正常由大約130mA的電流來驅動。然而，4吏用驅 動狀態確定控制器42來減少亮度穩定時間並改善低溫啟動特性的 面光源由大約200mA的電《u來驅動。
然而，諸如液晶顯示(LCD)裝置的4吏用面光源的產品在功:l毛
(W)方面具有局限性。因此，如果4艮據本發明的第一實施例驅動 面光源，面光源不能^L應用於LCD裝置。
為了解決與功耗(W)方面的局限性有關的問題，提出了根據 本發明的第二實施例的面光源驅動電路及其驅動方法。即，根據本 發明的第二實施例的面光源驅動電路維持瞬時電流並降低提供電 流的時間，/人而降<氐功庫€。
圖9是示出了才艮據本發明的第二實施例的面光源驅動電^各的示意圖。
如圖9所示，根據本發明的第二實施例的面光源驅動電路包括 分流器31;反相控制器41;溫度傳感器32;第一電流開關33;第 二電流開關34;第三電流開關35;以及驅動狀態確定控制器42。 此時，分流器31包括電阻器(R1， R2),以將通過反饋施加到面光 源的電流進行分流。然後，反相控制器41將通過分流器31施加到 面光源的電流進行反々貴；並通過將反々貴電流與參考電流值進行比專交 來產生驅動脈沖以控制施加到面光源的電流。此外，溫度傳感器32 包括溫度檢測部件(熱敏電阻，RT)和電阻器(R7),從而檢測面 光源周圍的溫度。第 一 電流開關33包括二極體(D2 )和電阻器(R3 )， 其中第一電流開關33限制被分流器33分流並被施加到反相控制器 41的電流的等級。第二電流開關34包括二極體(D1 )和電阻器(R4)， 其中，第二電流開關34限制被分流器31分流並被施加到反相控制 器41的電流的等級。第三電流開關35包括二極體(D3 )、電阻器 (R5， R6)和電容器(Cl)，其中，第三電流開關35限制被分流 器31分流並被施加到反相控制器41的電流的等級。然後，驅動狀 態確定控制器42基於由溫度傳感器32檢測到的環境溫度來確定用 於低溫驅動的觸發模式、用於穩定亮度的預熱模式、以及用於正常 狀態驅動的正常才莫式；通過控制第一、第二和第三電流開關33、 34 和35來強制控制施加到反相控制器41的反々貴電流；以及通過控制 應用於觸發模式或預熱模式的電流的佔空比來減少功耗(W )。
除了驅動狀態確定控制器42之外，上述設置在根據本發明的 第二實施例的面光源中的部件的結構和功能與設置在根據本發明 的第 一 實施例的面光源中的部件的結構和功能相同。
當驅動觸發模式或預熱模式以減少穩定亮度的時間和改善低 溫啟動特性時，將大電流強制施加到面光源，從而增加了功耗(W)。 在根據本發明的第二實施例的驅動狀態確定控制器42的情況下， 即4吏在觸發才莫式或預熱才莫式下施加大電流，^旦是減少施加電流的時 間以降低功耗(W)。因此，根據本發明的第二實施例的驅動狀態 確定控制器42包括第五埠，其輸出開/關信號來控制反相控制器 41才喿作時間(佔空比)。
下面描述根據本發明的第二實施例的面光源的驅動方法。
與在根據本發明的第二實施例的面光源中的觸發模式、預熱模 式和正常模式有關的驅動方法與圖8中所示的本發明的第一實施例 的馬區動方法相同。
為了降低觸發或預熱模式下的功耗(W ),反相控制器41被接 通或斷開，^Mv而控制4乘作時間的佔空比。
圖10 (A) ~ (D)示出了根據本發明的第二實施例的反相控 制器的輸出波形。
如果檢測到的溫度在-l(TC和0。C之間(-10。c〈工作溫度^rc) 的範圍內，則執行對應於圖5的(級別#1 )的等級的低溫啟動的驅 動模式。因此，驅動狀態確定控制器42將低信號輸出到第一、第
二和第三埠，並且第五埠IIT出具有大約44%到55%的佔空比 的開/關信號。從而，由反相控制器41輸出的波形如圖10的(A) 所示，其中圖10的(A)示出了本發明的示例性實施例，其中反相 控制器41將大約200mA的電流輸出到面光源，以及第五埠輸出 大約45 %至55 %的佔空比。
當啟動面光源時，驅動狀態確定控制器42將高信號輸出至第 一埠，並將低信號輸出至第二和第三埠，從而將具有對應於圖 5的(級別#2)的等級的電流施加到面光源，以及同時第五埠輸 出具有在55%和80% (55%^佔空比<80% )之間的佔空比的開/ 關控制信號。因此，由反相控制器41輸出的信號的波形如圖10的 (B)所示，其中，圖10的(B)示出了本發明的示例性實施例， 其中，反相控制器41 l俞出大約180mA的電流至面光源，以及第五 埠豐IT出大約55%至80% (55%^佔空比<80% )的佔空比。
當在工作溫度大於0。C的情況下利用對應於圖5的(級別弁3) 的等級來執行預熱模式以穩定亮度時，驅動狀態確定控制器42將 高信號輸出到第一和第二埠 ，並將低信號輸出到第三埠，從而 將具有對應於圖5的(級別#3)的等級的電流施加到面光源，並且 同時第五埠輸出具有在55 %和95 %之間的佔空比(55 %￡佔空比 <95% )的開/關控制信號。因此，由反相控制器41輸出的信號的 波形如圖10的(C)所示，其中圖10的(C)示出了本發明的示例 性實施例，其中，反相控制器41將大約150mA的電流輸出到面光 源，並且第五埠輸出大約55%到95% (55%^佔空比<95% )的 佔空比。
在相同的方法中，當基於圖5的(級別#4)執行正常模式時， 驅動狀態確定控制器42將高信號輸出到第一、第二和第三埠， 以及第五埠輸出具有大約100%佔空比的開/關控制信號。因此， 由反相控制器41輸出的信號的波形如圖10的(D)所示，其中圖
10的(D)示出了本發明的示例性實施例，其中反相控制器41將 大約130mA的電流輸出到面光源，以及第五埠輸出95%以上的 佔空比。
對於圖10的(A) ~ (D),佔空比不限於上述範圍。如果施 加到面光源的電流高，則佔空比變得較低。同時，如果施加到面光 源的電流4氐，則佔空比變得專交高。
如上所述，#4居本發明的面光源驅動電3各及其驅動方法具有下 列優點。
為了在初始驅動面光源時穩定亮度，將電流和電壓增加到預定 等級，乂人而縮短了穩、定亮度的時間。
此外，除了用於正常操作的電流範圍以外，反相控制器通過輸 出不同的驅動月永衝來基於確定的溫度和工作狀態以llr出與才喿作電 流有關的不同範圍，從而改善面光源的工作特性。
面光源的工作電流範圍不是固定的，而是才艮據工作才莫式而變 化，從而，改善面光源的驅動電路的^氐溫啟動和驅動特性。
此外，施加到比較器的輸入埠的電壓在固定範圍內有規律地 改變，所以可以防止由燈中的快速電流變化導致的不穩定的亮度。 為了在^是高電流後穩、定保持亮度，將具有類似於預定頻率的PWM 波形形狀的脈衝施加預定時間，從而電流和電壓線性減少以？文善亮 度穩定特性。
雖然大電流淨皮強制施加到面光源以減少穩、定亮度的時間並改 善低溫啟動特性，但是可以通過縮短施加大電流的時間來降低功耗 (W)。在這一方面，可以將4艮據本發明的面光源應用於各種產品。
很顯然，對於本領域的技術人員來說，在不背離本發明的精神 和範圍的條件下，可以對本發明做各種修改和改變。因此，本發明 旨在覆蓋在所附權利要求及其等同物的範圍內提供的本發明的修 改和改變。
權利要求
1.一種面光源驅動電路，包括反相控制器，用於反饋施加到所述面光源的電流，並將反饋電流與預設參考值進行比較以控制施加到所述面光源的所述電流；溫度傳感器，用於檢測所述面光源的工作溫度；以及驅動狀態確定控制器，用於基於在所述溫度傳感器中檢測到的溫度來確定所述面光源的工作模式，並根據所述面光源的所述工作模式來改變輸入到所述反相控制器的所述反饋電流。
2. 根據權利要求1所述的驅動電路，其中，所述工作模式包括 用於低溫驅動的觸發模式、用於穩定亮度的預熱模式、以及用 於正常狀態驅動的正常才莫式。
3. 根據權利要求1所述的驅動電路，還包括分流器，用於對所述反々貴電流進行分流，並將分流後的 電流輸出到所述反相控制器；以及至少兩個電流開關，用於在所述驅動狀態確定控制器的 控制下限制被所述分流器分流並被施加給所述反相控制器的 電流的等級。
4. 根據權利要求3所述的驅動電路，其中所述至少兩個電流開關 包括至少一個第一電流開關，由二4及管和電阻器構成；以及第二電流開關，由二極體、電阻器和電容器構成，用於 防止反饋電流的快速變化。
5. 根據權利要求4所述的驅動電路，其中，所述電流開關的各個 電阻器具有不同的電阻值。
6. 根據權利要求1所述的驅動電路，其中，所述反相控制器包括 差分放大器，用於放大輸入到反相端(-)的所述反饋電流與 輸入到非反相端(+ )的所述參考值之間的差。
7. —種面光源驅動電^各，包4舌反相控制器，用於反饋施加到所述面光源的電流，並將 反饋電流與預設參考值進行比較，以控制施加到所述面光源的 所述電流；溫度傳感器，用於4企測所述面光源的工作溫度；以及驅動狀態確定控制器，用於基於在所述溫度傳感器中檢 測到的溫度來確定所述面光源的工作才莫式、4艮據所述面光源的 所述工作模式來改變輸入到所述反相控制器的所述反饋電流、 並通過基於改變後的反饋電流改變佔空比來輸出開/關信號以 控制所述反相控制器的工作時間。
8. 根據權利要求7所述的驅動電路，還包括分流器，用於對所述反饋電流進行分流，並將分流後的 電流輸出到所述反相控制器；以及至少兩個電流開關，用於在所述驅動狀態確定控制器的 控制下，限制被所述分流器分流並被施加到所述反相控制器的 電流的等級。
9. 根據權利要求8所述的驅動電路，其中，所述至少兩個電流開 關包括至少一個第一電流開關，由二才及管和電阻器構成；以及第二電流開關，由二極體、電阻器和電容器構成，用於 防止反饋電流的快速變化。
10. 根據權利要求9所述的驅動電路，其中，所述電流開關的各個 電阻器具有不同的電阻值。
11. 根據權利要求7所述的驅動電路，其中，所述反相控制器包括 差分放大器，用於放大輸入到反相端(-)的所述反饋電流與 輸入到非反相端(+ )的所述參考值之間的差。
12. —種驅動面光源的方法，所述面光源包括反相控制器，用於 控制施加到所述面光源的電流；以及驅動狀態確定控制器，用 於基於工作溫度來確定所述面光源的工作;漠式，以及用於改變輸出到所述反相控制器的電流，所述方法包括 衝企測所述面光源的所述工作溫度；才艮據所#r測到的工作溫度來確定所述面光源的所述工作 才莫式；以及基於所確定的工作模式來輸出所述反相控制器的輸出電流o
13. 根據權利要求12所述的方法，其中，確定所述工作模式包括觸發模式，用於在所述面光源的所述工作溫度處於低於 室溫的^f氐溫範圍內時， 一尋大電流施加到所述面光源； 預熱才莫式，用於在所述面光源的所述工作溫度處於所述 室溫範圍內時，將小於所述觸發才莫式的電流的電流施加到所述面光源，以穩定亮度；以及正常模式，用於在所述面光源的所述工作溫度高於所述 室溫範圍時，基於所述面光源的反々貴電流來驅動所述面光源。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中，在所述面光源的所述工作溫度在rc和4o。c之間的情況下，執行所述預熱模式，在所述面光源的所述工作溫度低於rc的情況下，執行所述觸發模 式，以及在所述面光源的所述工作溫度高於所述室溫的情況下，執行所述正常模式。
15. 根據權利要求13所述的方法，其中，用於所述預熱模式的所 述工作溫度的等級細分為15TX所述工作溫度S40。C的第一等級，以及rc^所述工作溫度^i5。c的第二等級，並且所述第一等糹及和所述第二等級具有不同的處理時間。
16. 4艮據斥又利要求13所述的方法，其中，在所述面光源的所述工作溫度低於rc的情況下，首先執行所述觸發模式，然後執行 所述預熱模式。
17. 根據權利要求13所述的方法，其中，在所述面光源的所述工 作溫度高於所述室溫的情況下，通過施加預熱脈沖預設的 一段 時間來執行所述正常才莫式，而不扭j行所述預熱才莫式。
18. 根據權利要求17所述的方法，其中，施加所述預熱脈衝1秒鐘。
19. 根據權利要求13所述的方法，其中，在施加到所述面光源的 所述電流高的情況下，佔空比壽交4氐，以及在施加到所述面光源 的所述電流^f氐的情況下，所述佔空比4交高，以降^f氐功誶毛。
全文摘要
本發明披露了一種面光源驅動電路及其驅動方法，其適於通過優化啟動電壓和電流來減少亮度穩定時間以及改進低溫啟動特性，驅動電路包括反相控制器，用於反饋施加到面光源的電流，並將該反饋電流與預設參考值進行比較以控制施加到面光源的電流；溫度傳感器，用於檢測面光源的工作溫度；以及驅動狀態確定控制器，用於基於在溫度傳感器中檢測到的溫度來確定面光源的工作模式，並根據面光源的工作模式來改變輸入到反相控制器的反饋電流。
文檔編號G09G3/36GK101178880SQ200710126019
公開日2008年5月14日 申請日期2007年6月29日 優先權日2006年11月8日
發明者李桓雄, 許廷旭 申請人:未來產業株式會社